JP6983519B2 - Packet aggregator and transmission processing program - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、パケット集約装置及び伝送処理プログラムに関する。 Embodiments of the present invention relate to packet aggregation devices and transmission processing programs.
クライアントサーバ型の制御システムにおいて、同時に多数のクライアントから単一の
サーバへのアクセスが集中すると、ネットワークの負荷が増大し、リアルタイムな制御を
行うことが難しくなることがある。特に、小さいサイズのパケットを大量に処理する場合
、サーバのネットワークインタフェースでの処理負荷が増大する。このため、ネットワー
クの混雑状況や通信先の負荷状況によっては輻輳が生じる可能性がある。
In a client-server type control system, if access from a large number of clients to a single server is concentrated at the same time, the load on the network increases and it may be difficult to perform real-time control. In particular, when processing a large number of small-sized packets, the processing load on the network interface of the server increases. Therefore, congestion may occur depending on the congestion status of the network and the load status of the communication destination.
本発明が解決しようとする課題は、クライアントとサーバ間の通信処理負荷の軽減に優
れたパケット集約装置及び伝送処理プログラムを提供することである。
An object to be solved by the present invention is to provide a packet aggregation device and a transmission processing program excellent in reducing the communication processing load between a client and a server.
第一通信装置から受信する複数のパケットを集約し、ネットワークを介して第二通信装
置に送信するパケット集約装置であって、パケット集約装置は、第一受信部と、集約部と
、第一送信部と、第二受信部と、通信先情報取得部と、通信路情報取得部と、集約パラメ
ータ決定部と、を備える。第一受信部は、第一通信装置からパケットを受信する。集約部
は、前記第一受信部が受信したパケットを一定の最大パケットサイズに達するまで、一定
の集約間隔で集約し、集約パケットを生成する。第一送信部は、前記集約部が生成する集
約パケットを前記第二通信装置に送信する。第二受信部は、前記第一送信部が送信した集
約パケットに対する応答を前記第二通信装置から受信する。通信先情報取得部は、前記第
二受信部が受信した応答に基づいて、前記第二通信装置の負荷を示す情報である処理負荷
情報を取得する。通信路情報取得部は、前記第二受信部が受信した応答に基づいて、前記
ネットワークの負荷を示す情報である通信路情報を取得する。集約パラメータ決定部は、
前記通信先情報取得部が取得する処理負荷情報と、前記通信路情報取得部が取得する通信
路情報と、の少なくともどちらか１つに基づいて、前記最大パケットサイズと、集約間隔
と、の少なくともどちらか１つを決定する。
It is a packet aggregation device that aggregates a plurality of packets received from the first communication device and transmits them to the second communication device via a network. The packet aggregation device includes a first receiving unit, an aggregation unit, and a first transmission. It includes a unit, a second receiving unit, a communication destination information acquisition unit, a communication path information acquisition unit, and an aggregation parameter determination unit. The first receiving unit receives a packet from the first communication device. The aggregation unit aggregates the packets received by the first receiving unit at a constant aggregation interval until a certain maximum packet size is reached, and generates an aggregated packet. The first transmission unit transmits the aggregated packet generated by the aggregation unit to the second communication device. The second receiving unit receives a response to the aggregated packet transmitted by the first transmitting unit from the second communication device. The communication destination information acquisition unit acquires processing load information, which is information indicating the load of the second communication device, based on the response received by the second reception unit. The channel information acquisition unit acquires channel information, which is information indicating the load of the network, based on the response received by the second receiver. The aggregate parameter determination unit is
At least the maximum packet size and the aggregation interval based on at least one of the processing load information acquired by the communication destination information acquisition unit and the communication path information acquired by the communication channel information acquisition unit. Decide which one.
以下、各実施形態に係る伝送処理システムと、パケット集約装置と、及び伝送処理プロ
グラムについて、図面を参照して説明する。
Hereinafter, the transmission processing system, the packet aggregation device, and the transmission processing program according to each embodiment will be described with reference to the drawings.
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る伝送処理システム１００の装置構成の一例を示す図である。
図１を用いて、実施形態１に係る伝送処理システム１００の装置構成を説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing an example of an apparatus configuration of the
The apparatus configuration of the
伝送処理システム１００は、第一通信装置３ａ、３ｂと、パケット集約装置４と、第二
通信装置５と、を備える。なお、説明を分かり易くするために、第一通信装置３ａと、第
一通信装置３ｂと、を区別する必要がないときは、第一通信装置３と略記する。
The
第一通信装置３とパケット集約装置４はネットワーク１を介して接続され、第二通信装
置５とパケット集約装置４はネットワーク２を介して接続されており、それぞれ相互に通
信が可能である。
The first communication device 3 and the
図１では、二台の第一通信装置３を図示しているが、これに限らず、複数の第一通信装
置３がネットワーク１を介して接続されても良い。
Although FIG. 1 shows two first communication devices 3, the present invention is not limited to this, and a plurality of first communication devices 3 may be connected via the
ネットワーク１、及びネットワーク２は、例えばＬＡＮなどのローカルな回線であって
も良いし、インターネットや専用回線などの広域な有線通信回線や、３Ｇなどの広域な無
線通信回線を用いてもよい。
The
パケット集約装置４は第一通信装置３から受信した複数のパケットを一つのパケットに
まとめ（以降、複数のパケットが一つにまとめられたパケットを集約パケットとよぶ）、
時間あたりの通信量を柔軟に変化させながら第二通信装置５に送信する。例えば、集約パ
ケットは、ヘッダと、個々のパケットと、を含み、ヘッダにはパケットの数や、集約パケ
ットの識別番号などの情報を含み。個々のパケットには、第一通信装置３の識別番号や、
パケットサイズ、パケット本体などの情報を含む。
The
It is transmitted to the
Contains information such as packet size and packet body.
また、パケット集約装置４は、第二通信装置５から受信した集約パケットを個々のパケ
ットに分割して、第一通信装置３に送信する。例えば、パケット集約装置４は、集約パケ
ットからヘッダを取り除き、個々のパケットに分割する。
Further, the
第二通信装置５は、パケット集約装置４から受信する集約パケットを個々のパケットに分割し、個々のパケットに対して演算などの必要な処理を行う。さらに、第二通信装置５は、パケット集約装置４から受信した集約パケットに対する応答として、処理した個々のパケットを再度集約して、パケット集約装置４に送信する。
The
図２は、実施形態１に係るパケット集約装置４の機能構成の一例を示す図である。図２
を用いて、実施形態１に係るパケット集約装置４の機能構成について説明する。パケット
集約装置４は、第一受信部１０と、集約用バッファ１１と、周期管理部１２と、集約部１
３と、第一送信部１４と、第二受信部１５と、分割部１６と、第二送信部１７と、通信先
情報取得部１８と、通信路情報取得部１９と、集約パラメータ決定部２０と、を備える。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the functional configuration of the
The functional configuration of the
3, the
第一受信部１０は、第一通信装置３からパケットを受信し、受信したパケットを集約用
バッファ１１に格納する。
The first receiving
集約用バッファ１１は、第一受信部１０がパケットを受信した順にパケットを格納する
。集約用バッファ１１は、データを順に記録するリスト構造でもよいし、データを循環的
に記録するリングバッファ構造でも良い。
The
周期管理部１２は、集約用バッファ１１に格納されたパケットを、周期（以降、集約間
隔と呼ぶ）ごとに取り出す。周期管理部１２がパケットを取り出す周期間隔や、パケット
の量は、後述する集約パラメータ決定部により決定される。
The
集約部１３は、周期管理部１２が取り出したパケットを一つのパケットに集約して集約
パケットを生成する。
The
第一送信部１４は、集約部１３が生成する集約パケットを第二通信装置５へ送信する。
The
第二受信部１５は、第一送信部が送信した集約パケットに対する応答である集約パケッ
トを第二通信装置５から受信する。
The
分割部１６は、第二受信部１５が受信した集約パケットを個々のパケットに分割する。
The dividing
第二送信部１７は、分割部１６が分割した個々のパケットを、対応する第一通信装置３
にそれぞれ送信する。
The
Send to each.
通信先情報取得部１８は、通信先である第二通信装置５の負荷を示す情報である処理負
荷情報を取得する。例えば、通信先情報取得部１８は、第二通信装置５における処理負荷
の指標となる受信バッファ溢れの回数を処理負荷情報の一つとして取得する機能を備える
。受信バッファ溢れとは、図示しない第二通信装置５の集約用バッファに許容上限以上の
パケットが送信され、第二通信装置５の集約用バッファにパケットが格納できない状態を
示す。
The communication destination
バッファ溢れ回数の取得方法としては、例えば、第二通信装置５側で受信バッファ溢れ
回数をカウントし、集約パケットに受信バッファ溢れ回数の情報を付与してパケット集約
装置４に送信し、第二受信部１５が通信先情報取得部１８に通知する機能を持たせれば良
い。
As a method of acquiring the number of buffer overflows, for example, the
なお、通信先情報取得部１８が取得する情報は必ずしも受信バッファ溢れの回数でなく
とも良く、例えば、図示しない第二通信装置５のＣＰＵの負荷状況、受信バッファの残り
容量、通信の往復時間（ラウンドトリップタイム）など、第二通信装置５の処理負荷の状
況によって変化する値であれば良い。
The information acquired by the communication destination
通信路情報取得部１９は、ネットワーク２の負荷を示す情報である通信路情報を取得す
る。例えば、通信路情報取得部１９は、通信路上でのパケットドロップ回数をカウントす
る機能を備える。ネットワーク２上のルータ等の機器の処理能力の限界の超える数のパケ
ットが到着した場合に、パケットが破棄される（ドロップする）ことがある。つまり、パ
ケットドロップ回数は、パケットドロップ回数が多いと、ネットワーク２に係る負荷が大
きいことを示す指標となる。
The communication path
集約パラメータ決定部２０は、通信先情報取得部１８と通信路情報取得部１９が取得す
る情報から、パケットを集約時の最大パケットサイズと集約間隔を決定する。
The aggregation
例えば、集約パケットあたりの最大パケットサイズを小さくすれば、時間あたりに送信
されるデータ量は小さくなる。また、集約間隔が長くなれば時間あたりに送信されるパケ
ットの量は減る。つまり、パケット集約装置４は、通信先の負荷状況や通信路の情報によ
って、時間あたりに送信するデータ量や集約パケット数を柔軟に変化させる。
For example, if the maximum packet size per aggregate packet is reduced, the amount of data transmitted per hour will be smaller. Also, the longer the aggregation interval, the less packets are sent per hour. That is, the
例えば、集約パラメータ決定部２０は、受信バッファ溢れの回数が閾値を超える場合に
、最大パケットサイズを設定されていた値より小さくする。一方で、受信バッファ溢れの
回数が閾値未満であれば最大パケットサイズを設定されていた値より大きくする。また、
集約パラメータ決定部２０が変更する最大パケットサイズの大きさは、一定値としても良
いし、設定されていた値の１０％などとしても良い。
For example, the aggregate
The size of the maximum packet size changed by the aggregation
集約間隔が一定の場合、以上の方法により時間あたりに到着するデータ量を通信先の負
荷状況によって変化させることができ、処理の輻輳を緩和することができる。
When the aggregation interval is constant, the amount of data arriving per hour can be changed according to the load status of the communication destination by the above method, and the congestion of processing can be alleviated.
また、集約パラメータ決定部２０は通信先情報取得部１８が取得した情報から、最大パ
ケットサイズではなく、集約間隔を制御しても良い。
Further, the aggregation
例えば、受信バッファ溢れの回数が閾値以上であれば集約間隔を長くし、閾値以下であ
れば集約間隔を短くする。集約間隔を長くすれば集約パケットに含まれるパケット数は一
般的には増えるため、ネットワーク２に流れる総パケット数を減らすことができる。これ
により通信先の負荷やルータ、スイッチングハブなどのネットワーク上の機器の負荷を減
らすことが可能となる。
For example, if the number of times the receive buffer overflows is greater than or equal to the threshold value, the aggregation interval is lengthened, and if it is less than or equal to the threshold value, the aggregation interval is shortened. If the aggregation interval is lengthened, the number of packets included in the aggregation packet generally increases, so that the total number of packets flowing through the
また、集約パラメータ決定部２０は各パラメータを通信路情報取得部１９から得る情報
によって制御しても良い。
Further, the aggregate
例えば、通信路情報取得部１９に通信路上でのパケットドロップ回数をカウントする機
能を持たせる。パケットドロップ回数をカウントするのに、例えば、確認パケットを利用
する方法を用いても良い。確認パケットは、パケット集約装置４が送信した集約パケット
が第二通信装置５に届いたか否かを確認するために、第二通信装置５がパケット集約装置
４に送信するパケットである。つまり、確認パケットを利用することでパケットがドロッ
プしたか否かを判定することでき、この回数を通信路情報取得部１９がカウントすれば良
い。
For example, the communication path
ネットワーク２上のルータ等の機器の処理能力の限界の超える数のパケットが到着した場
合に、パケットドロップが生じることがある。よって、集約パラメータ決定部２０は、パ
ケットドロップ回数が閾値以上であれば集約間隔を大きくし、閾値以下であれば集約間隔
を小さくする。
Packet drop may occur when the number of packets that exceeds the processing capacity limit of a device such as a router on
先述の通り、集約間隔を長くすればネットワーク２に流れる総パケット数は減るため、
ネットワーク機器の負荷を下げることができる。またパケットドロップの別の要因として
、通信路の品質が低い場合のパケットのデータ化け、すなわちＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒ
ｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）エラーによるものも考えられる。
As mentioned above, if the aggregation interval is lengthened, the total number of packets flowing through
The load on network equipment can be reduced. Another factor of packet drop is garbled packet data when the quality of the communication path is low, that is, CRC (Cyclic R).
edundancy Check) It is also possible that this is due to an error.
よって、パケットドロップ回数が閾値以上であれば、最大パケットサイズを設定されて
いた値より小さくし、閾値以上であれば最大パケットサイズを設定されていた値より大き
くしても良い。一般に、パケットサイズが小さいほどパケットのドロップ率は下がる。こ
のため最大パケットサイズを小さくしてパケットのドロップ率を下げることで、データの
再送を避け、ネットワークを効率的に利用できる。また、集約パラメータ決定部２０が変
更する最大パケットサイズの大きさは、一定値としても良いし、設定されていた値の１０
％などとしても良い。
Therefore, if the number of packet drops is equal to or greater than the threshold value, the maximum packet size may be smaller than the set value, and if it is greater than or equal to the threshold value, the maximum packet size may be larger than the set value. In general, the smaller the packet size, the lower the packet drop rate. Therefore, by reducing the maximum packet size and lowering the packet drop rate, data retransmission can be avoided and the network can be used efficiently. Further, the size of the maximum packet size changed by the aggregation
It may be%.
次に、図３〜６を用いて実施形態１に係る集約処理の流れについて説明する。 Next, the flow of the aggregation process according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 6.
図３は、実施形態１に係るパケット集約装置４がパラメータを決定する際の集約処理の
流れの一例を示す図である。図３を用いて、パラメータを決定する際の集約処理の流れに
ついて説明する。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a flow of aggregation processing when the
まず、通信先情報取得部１８は、受信バッファ溢れ回数等の第二通信装置５の負荷情報
を取得する（Ｓ１０１）。
First, the communication destination
次に、集約パラメータ決定部２０は、通信先情報取得部１８が取得した処理負荷情報に
基づいて、処理負荷が閾値を超えているか否か判定する（Ｓ１０２）。集約パラメータ決
定部２０は、負荷が閾値を超えている場合（Ｓ１０２、Ｙｅｓ）、集約パケットのパケッ
トサイズの上限を小さくする（Ｓ１０３）。
Next, the aggregation
一方、処理負荷が閾値以下の場合（Ｓ１０２、Ｎｏ）、集約パケットのパケットサイズ
の上限を大きくする（Ｓ１０４）。
On the other hand, when the processing load is equal to or less than the threshold value (S102, No), the upper limit of the packet size of the aggregated packet is increased (S104).
続いて、通信路情報取得部１９は、パケットドロップ回数等の通信路情報を取得する（
Ｓ１０５）。
Subsequently, the communication path
S105).
集約パラメータ決定部２０は、通信路情報取得部１９が取得した通信路情報が、閾値を
超える場合（Ｓ１０６、Ｙｅｓ）、集約間隔を長くし（Ｓ１０７）、閾値以下の場合（Ｓ
１０６、Ｎｏ）には集約間隔を短くする（Ｓ１０８）。
The aggregation
106, No), the aggregation interval is shortened (S108).
図３では、Ｓ１０１からＳ１０５までで最大パケットサイズを制御し、Ｓ１０５以降の
処理フローでは集約間隔を制御しているが、どちらかのみを制御しても良い。
In FIG. 3, the maximum packet size is controlled from S101 to S105, and the aggregation interval is controlled in the processing flow after S105, but only one of them may be controlled.
加えて、図３の最大パケットサイズ制御の流れでは同一の閾値を用いて、負荷が閾値を
超えれば最大パケットサイズを設定されていた値より小さくし、閾値以下の場合には最大
パケットサイズを設定されていた値より大きくしたが、２つの閾値を設け、閾値１以下で
あれば集約間隔を設定されていた値より小さくし、閾値２以上であれば集約間隔を設定さ
れていた値より大きくするのでも良い。同じく集約間隔の制御に関しても２つの閾値を設
けて同様の制御を行っても良い。
In addition, in the flow of maximum packet size control in FIG. 3, the same threshold value is used, the maximum packet size is set smaller than the set value when the load exceeds the threshold value, and the maximum packet size is set when the load is less than the threshold value. Although it was made larger than the value set, two threshold values are set, and if the threshold value is 1 or less, the aggregation interval is made smaller than the set value, and if the threshold value is 2 or more, the aggregation interval is made larger than the set value. But it's okay. Similarly, regarding the control of the aggregation interval, the same control may be performed by setting two threshold values.
また、図３の流れでは第二通信装置５の負荷状況によって最大パケットサイズを制御し
たが、第二通信装置５の負荷状況によって集約間隔を制御しても良い。その場合は負荷が
閾値を超える時には、集約間隔を設定されていた値より長くして一つの集約パケットに含
まれるパケット数を増やし、閾値以下の時には集約間隔を設定されていた値より短くして
、通信のリアルタイム性を上げる。
Further, in the flow of FIG. 3, the maximum packet size is controlled by the load status of the
また、負荷が閾値を超えれば最大パケットサイズを設定されていた値より小さくすると
ともに集約間隔を設定されていた値より長くし、閾値以下の場合には最大パケットサイズ
を設定されていた値より大きくするとともに集約間隔を設定されていた値より短くするよ
うに、複数のパラメータを同時に制御してもよい。また、最大パケットサイズの変化幅に
上限、下限を設け、まずは最大パケットサイズを変化させ、最大パケットサイズが上限、
または下限に達して、それ以上変化させられない場合には集約間隔を制御するようにして
も良い。
If the load exceeds the threshold value, the maximum packet size is made smaller than the set value and the aggregation interval is made longer than the set value, and if it is less than the threshold value, the maximum packet size is made larger than the set value. At the same time, a plurality of parameters may be controlled at the same time so that the aggregation interval is shorter than the set value. In addition, an upper limit and a lower limit are set for the change width of the maximum packet size, the maximum packet size is changed first, and the maximum packet size is the upper limit.
Alternatively, if the lower limit is reached and the change cannot be made any further, the aggregation interval may be controlled.
以上のパラメータ決定の処理は一定時間ごとに行っても良いし、前回パラメータ決定後
からの到パケット数が一定値を超えた場合に行っても良いし、通信先負荷もしくは通信路
情報の値が一定値変化した場合に行っても良い。
The above parameter determination processing may be performed at regular intervals, or may be performed when the number of packets arriving after the previous parameter determination exceeds a certain value, and the value of the communication destination load or communication path information may be changed. It may be performed when a certain value changes.
図４は、実施形態１に係るパケット集約装置がパケットを集約する処理の流れの一例を
示す図である。図４を用いて、パケット集約の流れについて説明する。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a flow of processing in which the packet aggregation device according to the first embodiment aggregates packets. The flow of packet aggregation will be described with reference to FIG.
まず、周期管理部１２は、前回の集約実行から、図３のフローにより決定された集約間
隔分の時間が経過したか否かを判定し、経過していない場合（Ｓ１１０、Ｎｏ）、処理を
Ｓ１１０に戻す。一方、集約間隔分の時間が経過している場合（Ｓ１１０、Ｙｅｓ）、集
約用バッファ１１に未送信のパケットが存在するか否かを判定する。
First, the
未送信のパケットが存在する場合（Ｓ１１１、Ｙｅｓ）、未送信のパケットの内、１つ
のパケットを選択してパケットのサイズを取得し、そのパケットを集約パケットに集約す
ると集約パケットのパケットサイズが図３の処理フローで決定した最大パケットサイズを
超えるか否かを判定する。最大パケットサイズを超えない場合（Ｓ１１４、Ｎｏ）には、
集約部１３は集約パケットに当該パケットを集約し（Ｓ１１４）、処理をＳ１１１に戻す
。
When there are untransmitted packets (S111, Yes), one packet is selected from the untransmitted packets to acquire the packet size, and when that packet is aggregated into the aggregated packet, the packet size of the aggregated packet is shown in the figure. It is determined whether or not the maximum packet size determined in the processing flow of 3 is exceeded. If the maximum packet size is not exceeded (S114, No),
The
取り出すパケットは集約用バッファ１１にあるパケットのうち最も受信日時が古いパケ
ットを選択しても良いし、パケットの優先度情報がある場合には優先度が高いものから選
択しても良いし、パケットサイズが小さいものから選んでも良いし、複数のクライアント
間のパケット取出し回数が公平になるように選択しても良い。
As the packet to be fetched, the packet having the oldest reception date and time may be selected from the packets in the
一方で最大パケットサイズを超える場合（Ｓ１１４、Ｙｅｓ）、第一送信部１４は第二
通信装置５に集約パケットを送信し（Ｓ１１５）、処理をＳ１１０に戻す。
On the other hand, when the maximum packet size is exceeded (S114, Yes), the
また、未送信のパケットがなくなった場合には（Ｓ１１１、Ｎｏ）、集約パケットを送
信し（Ｓ１１５）、処理をＳ１１０に戻す。また、集約パケットに一つのパケットも含ま
ない場合には、パケットを送信しなくともよい。
When there are no untransmitted packets (S111, No), the aggregated packet is transmitted (S115), and the process is returned to S110. Further, when the aggregated packet does not include one packet, it is not necessary to transmit the packet.
図５は、実施形態１に係るパケット集約装置４が第二通信装置５から集約パケットを受
信する際の処理の流れの一例を示した図である。図５を用いて、第二通信装置５から集約
パケットを受信する際の処理の流れについて説明する。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a processing flow when the
第二受信部１５が第二通信装置５から集約パケットを受信する（Ｓ１２０）と、分割部
１６は受信した集約パケットを個々のパケットに分割する（Ｓ１２１）。
When the
第二送信部１７は、分割した個々のパケットから、第一通信装置３に未送信のパケット
の内、１つのパケット取り出して対応する第一通信装置３に送信する（Ｓ１２２）。
The
さらに、未送信のパケットがあるか否かを判定して、未送信のパケットがある場合（Ｓ
１２３、Ｙｅｓ）、処理をＳ１２２に戻す。一方で、未送信のパケットがない場合（Ｓ１
２３、Ｎｏ）、処理を終了させる。
Further, when it is determined whether or not there is an untransmitted packet and there is an untransmitted packet (S).
123, Yes), the process is returned to S122. On the other hand, when there are no untransmitted packets (S1)
23, No), the process is terminated.
図６は、実施形態１に係るパケット集約装置４が第一通信装置３からパケットを受信す
る際の処理の流れの一例を示す図である。図６を用いて、第一通信装置３からパケットを
受信する際の処理の流れについて説明する。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a processing flow when the
第一受信部１０は、パケットを受信する際に、集約用バッファ１１に空きがあるか否か
を判定する。集約用バッファ１１に空がある場合（Ｓ１３０、Ｙｅｓ）、パケットを受信
し（Ｓ１３１）、受信したパケットを集約用バッファ１１に格納し、処理をＳ１３０に戻
す。一方で、集約用バッファ１１に空きがない場合（Ｓ１３０、Ｎｏ）、処理を再びＳ１
３０に戻す。
When receiving a packet, the
Return to 30.
以上説明したように、実施形態１によれば、パケットの集約間隔や集約パケットの最大
パケットサイズといったパラメータを制御することにより輻輳制御が可能となる。特に、
ルータなどでは機器を通過するパケット数、通信先の端末では受信するパケット数が増え
るほど当該機器の負荷が大きくなる。そこで、１つの集約パケットあたりに含まれるパケ
ット数を増やすことにより、ルータを通過するパケット数や通信先で受け取るパケット数
を減らすことができ、処理負荷の軽減につながる。
As described above, according to the first embodiment, congestion control is possible by controlling parameters such as the packet aggregation interval and the maximum packet size of the aggregated packet. In particular,
As the number of packets passing through a device in a router or the like increases and the number of packets received in a communication destination terminal increases, the load on the device increases. Therefore, by increasing the number of packets included in one aggregate packet, the number of packets passing through the router and the number of packets received at the communication destination can be reduced, which leads to a reduction in the processing load.
例えば、ネットワーク２上に存在するルータの処理能力が毎秒１００パケットだとする
と、第一通信装置３から集約する前のパケットが毎秒２００個のパケットが等間隔で到着
する場合、そのまま２００個のパケットを第二通信装置５に送信する場合、ルータの処理
能力を超えてしまい、大きな通信遅延やパケット破棄が発生しうる。
For example, assuming that the processing capacity of the router existing on the
一方で、集約間隔を１００ｍｓとしてパケットの集約を行う場合には、実際に送信する
パケット数は２０程度となり、ルータの処理能力の限界を超えなくなる。
On the other hand, when the packets are aggregated with the aggregation interval set to 100 ms, the number of packets actually transmitted is about 20, and the limit of the processing capacity of the router is not exceeded.
さらに一方で、集約間隔を長くすると、通信のリアルタイム性は損なわれてしまう。例
えば、集約間隔を２００ｍｓとすると送信するパケット数は１０個になるが、集約による
通信の最大遅延時間は１００ｍｓから２００ｍｓに増える。
On the other hand, if the aggregation interval is lengthened, the real-time property of communication is impaired. For example, if the aggregation interval is 200 ms, the number of packets to be transmitted is 10, but the maximum delay time for communication due to aggregation increases from 100 ms to 200 ms.
このため、リアルタイム性と輻輳回避を両立するためには、ルータや通信先の処理能力
を超えない範囲で集約間隔を短くする必要がある。
Therefore, in order to achieve both real-time performance and congestion avoidance, it is necessary to shorten the aggregation interval within the range that does not exceed the processing capacity of the router or communication destination.
実施形態１によれば、通信路上の機器や通信先の負荷情報を参照して、処理限界を超え
ない範囲で集約間隔や集約パケットの最大パケットサイズを動的に制御することができる
。また同様に、第二通信装置５の処理負荷情報を参照して集約間隔や集約パケットの最大
パケットサイズを動的に制御することで、処理の輻輳を防ぐことができる。
According to the first embodiment, the aggregation interval and the maximum packet size of the aggregated packet can be dynamically controlled within a range that does not exceed the processing limit by referring to the load information of the device on the communication path and the communication destination. Similarly, by dynamically controlling the aggregation interval and the maximum packet size of the aggregation packet by referring to the processing load information of the
特に、実際に通信する前の、或いは集約する前のパケット数を減らすことなく、集約パ
ケットに含まれるパケット数を変えることで、ネットワーク機器や通信先の負荷を軽減す
ることが可能となる。
In particular, by changing the number of packets included in the aggregated packet without reducing the number of packets before the actual communication or before the aggregation, it is possible to reduce the load on the network device and the communication destination.
（実施形態２）
実施形態１では、集約間隔や最大パケットサイズの値によっては、パケット集約装置４
はネットワーク２の帯域容量以上のデータを送ってしまう可能性がある。その場合には、
回線の混雑を招き、通信時間の大幅な増大を招く可能性がある。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the
May send more data than the bandwidth of
It may lead to line congestion and a significant increase in communication time.
時間あたりに送ることができるデータ量が解れば、当該データ量に基づいて集約パラメ
ータを制御し、通信遅延を抑え、通信のリアルタイム性を確保することも可能となる。
If the amount of data that can be sent per hour is known, it is possible to control the aggregation parameters based on the amount of data, suppress the communication delay, and ensure the real-time property of communication.
実施形態２によれば、時間あたりに送信できるデータ量を予測し、当該データ量に基づ
いてパケットの集約間隔、集約パケットの最大パケットサイズ、通信の多重度といった集
約パラメータの決定が可能となる。
According to the second embodiment, it is possible to predict the amount of data that can be transmitted per hour and determine the aggregation parameters such as the packet aggregation interval, the maximum packet size of the aggregated packet, and the multiplicity of communication based on the data amount.
ここで、多重度について説明する。通信の信頼性、もしくは通信の成功率を増加させる
ために、集約パケットをいくつか複製し、複製した集約パケットをそれぞれ送信する手法
が知られている。以下では、集約パケットを複製することを多重化と称し、複製される集
約パケットの数を多重度と称する。
Here, the multiplicity will be described. In order to increase the reliability of communication or the success rate of communication, a method is known in which some aggregated packets are duplicated and each of the duplicated aggregated packets is transmitted. In the following, duplicating aggregated packets is referred to as multiplexing, and the number of aggregated packets to be replicated is referred to as multiplicity.
実施形態２では、同一の集約パケットを多重化し、多重化された同一の集約パケットを
複数回連続して送ることにより、通信を高信頼化する構成を前提とする。例えば、通信プ
ロトコルとして広く利用されるＵＤＰ（User Datagram Protocol）は、パケット到達確認
の仕組みを有さないため、ＵＤＰ自体には再送等による通信の高信頼化の仕組みが用意さ
れていない。
In the second embodiment, it is premised on a configuration in which the same aggregated packet is multiplexed and the same multiplexed packet is continuously sent a plurality of times to make communication highly reliable. For example, UDP (User Datagram Protocol), which is widely used as a communication protocol, does not have a mechanism for confirming packet arrival, so UDP itself does not have a mechanism for improving communication reliability by retransmission or the like.
そこで、同一のパケットを複数回送信することにより、再送によらずとも通信の成功率
を上げることができ、通信を高信頼化することができる。
Therefore, by transmitting the same packet a plurality of times, the success rate of communication can be increased without retransmission, and the communication can be made highly reliable.
実施形態２では、通信の多重化の仕組みなどを利用して時間あたりに送信できるデータ
量を予測し、各種パラメータを調整する。より具体的には、多重化された集約パケットの
到着間隔から時間あたりに送信できるデータ量を予測する方式などを説明する。
In the second embodiment, the amount of data that can be transmitted per hour is predicted by using a communication multiplexing mechanism or the like, and various parameters are adjusted. More specifically, a method of predicting the amount of data that can be transmitted per hour from the arrival interval of the multiplexed aggregate packet will be described.
なお、説明を分かり易くするために、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付し、
重複する説明は適宜省略する。
In addition, in order to make the explanation easy to understand, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment.
Duplicate explanations will be omitted as appropriate.
図７は、実施形態２に係るパケット集約装置４の機能構成の一例を示す図である。図７
を用いて、実施形態２に係るパケット集約装置４の機能構成について説明する。
FIG. 7 is a diagram showing an example of the functional configuration of the
The functional configuration of the
図７に示すパケット集約装置４は、図２の機能に加えて、多重化検出部２００と、帯域
決定部２０１と、多重化部２０３と、を備える。
In addition to the functions of FIG. 2, the
多重化部２０３は集約部１３が生成した集約パケットを、集約パラメータ決定部２０２
が決定した多重度に応じて当該集約パケットを複製（多重化）する機能を有する。例えば
、多重度が２の場合には同じ集約パケットを一つ複製し、第一送信部１４に二回渡すこと
で、集約パケットの送信を二回行う。
The
It has a function of replicating (multiplexing) the aggregated packet according to the multiplicity determined by. For example, when the multiplicity is 2, the same aggregate packet is duplicated once and passed to the
多重化検出部２００は、第二通信装置５から集約パケットが到着した際に、当該集約パ
ケットと同一の集約パケットの到着回数をカウントする機能を有する。さらに、多重化検
出部２００は集約パケットが初回の到着であれば、当該集約パケットを分割部に渡し、二
回目以降の到着であれば破棄する。
The multiplexing
帯域決定部２０１は、ネットワークの帯域幅情報、すなわち、時間あたりに送信するこ
とができるデータ量を決定する機能を備える。当該データ量を決定する方法として、あら
かじめ設定しておいた固定値を帯域幅とする方法や、第二通信装置５から帯域幅情報を受
信して利用する方法などがある。
The
多重化された集約パケットの受信時間情報を用いて帯域予測を行う方法について、図８
を参照して、説明する。図８は、実施形態２に係る多重化された集約パケットの受信時間
算出方法の一例を示す図である。
FIG. 8 describes a method of performing bandwidth prediction using the reception time information of the multiplexed aggregate packet.
Will be described with reference to. FIG. 8 is a diagram showing an example of a method for calculating the reception time of the multiplexed aggregate packet according to the second embodiment.
帯域決定部２０１は、受信した集約パケットが初めて受信した集約パケットであれば、
受信時間（図８のｔ１）を記録しておく。また、同一の集約パケットの受信が２回目であ
れば、記録しておいた初回の集約パケットの受信時間（図８のｔ１）と、２回目のパケッ
トの受信時間（図８のｔ２）の差（図８のＴ＝ｔ２−ｔ１）を求める。
If the received aggregate packet is the first received aggregate packet, the
Record the reception time (t1 in FIG. 8). If the same aggregate packet is received for the second time, the difference between the recorded reception time of the first aggregate packet (t1 in FIG. 8) and the reception time of the second packet (t2 in FIG. 8). (T = t2-t1 in FIG. 8) is obtained.
さらにパケットのサイズ（Ｘ）を取得し、帯域幅Ｂを、
Ｂ＝Ｘ／Ｔ・・・（１）
により求める。これは、帯域幅Ｂの回線でパケットサイズＸのパケットを送るのにかかる
時間Ｔは、
Ｔ＝Ｘ／Ｂ・・・（２）
となる。
Further, the packet size (X) is acquired, and the bandwidth B is set to.
B = X / T ... (1)
Obtained by. This is because the time T required to send a packet of packet size X on the line of bandwidth B is
T = X / B ... (2)
Will be.
なお、図８では、パケット＃１の受信完了からパケット＃２の受信開始に空き時間があ
る。最初のパケット送信完了直後に次のパケットを送信した場合、かつ、パケットの送信
端末から受信端末まですべて同一の帯域幅のネットワークを経由する場合には、パケット
＃１の受信完了直後にパケット＃２の受信が開始されるはずである。しかし、経由するネ
ットワークに帯域幅が狭いネットワークがある場合、パケット＃１の送信に時間がかかる
。
In FIG. 8, there is a free time from the completion of the reception of the
例えば、１ＫＢ／秒の帯域幅のネットワークで１０ＫＢのデータを送る場合には１０秒
時間がかかるが、１０ＫＢ／秒の帯域幅のネットワークで１０ＫＢのデータを送る場合に
は１秒で送信が完了する。
For example, it takes 10 seconds to send 10KB data on a network with a bandwidth of 1KB / sec, but transmission is completed in 1 second when sending 10KB data on a network with a bandwidth of 10KB / sec. ..
ここで、１ＫＢ／秒の帯域幅のネットワーク、１０ＫＢ／秒の帯域幅のネットワークを
この順に経由して１０ＫＢのデータを連続して送る場合を考える。またネットワーク間に
はストア＆フォワード方式のネットワークスイッチを挟むものとする。
Here, consider a case where 10 KB of data is continuously transmitted via a network having a bandwidth of 1 KB / sec and a network having a bandwidth of 10 KB / sec in this order. In addition, a store-and-forward network switch shall be sandwiched between the networks.
このとき、パケットの受信側は１０ＫＢ／秒のネットワークであり、パケット＃１の受
信は１秒で完了する。しかし、１ＫＢ／秒のネットワークと１０ＫＢ／秒のネットワーク
境界にあるルータ等の機器では、一度パケット全体が到着するのを待ってからＣＲＣチェ
ックを行ってパケットを送信する。
At this time, the receiving side of the packet is a network of 10 KB / sec, and the reception of the
このルータでのパケット＃２の到着待ちに１０秒かかるため、受信側でのパケット＃２
の受信開始はパケット＃１の受信完了から９秒後となる。パケット＃２の受信自体は１秒
で完了する。到着間隔Ｔ＝９秒＋１秒＝１０秒とパケットサイズＸ＝１０ＫＢを（１）式
に当てはめると、Ｂ＝Ｘ／Ｔ＝１０ＫＢ／１０秒＝１ＫＢ／秒となり、最も帯域幅が狭い
箇所の帯域幅が求められる。
Since it takes 10 seconds to wait for
The reception of the
ネットワークスイッチの方式がカットスルー方式など、他の方式の場合にはそもそも受
信側での空き時間はほぼ発生しないが、１ＫＢ／秒のネットワークを経由するとやはりパ
ケット受信開始から受信完了までは１０秒かかるので、同じく（１）式で帯域幅を求めら
れる。
If the network switch method is another method such as the cut-through method, there is almost no free time on the receiving side, but it still takes 10 seconds from the start of packet reception to the completion of reception via a 1KB / sec network. Therefore, the bandwidth can be obtained by the same equation (1).
初回に到着したパケットと２回目に到着したパケットの時間差を用いて帯域幅を決定し
たが、多重に送信するパケット数が、例えば、３個の場合は１回目に到着したパケットと
３回目に到着したパケットの到着時間差や、２回目に到着したパケットと３回目に到着し
たパケットの到着時間差を用いて帯域幅を求めても良い。
The bandwidth was determined using the time difference between the packet that arrived the first time and the packet that arrived the second time, but when the number of packets transmitted multiple times is, for example, the packet that arrived the first time and the packet that arrived the third time. The bandwidth may be obtained by using the arrival time difference between the packets that arrived and the arrival time difference between the packet that arrived the second time and the packet that arrived the third time.
また、特定のパケットのみ多重化されている場合や、通信路上でのパケットドロップが
発生した場合には、同一パケットが１回のみ到着する場合もある。これらの場合には、１
回しか到着しないパケットについては帯域幅計算を行わず、２回目に到着したパケットが
ある場合にのみ帯域幅を計算する。
Further, when only a specific packet is multiplexed or a packet drop occurs on the communication path, the same packet may arrive only once. In these cases, 1
Bandwidth calculation is not performed for packets that arrive only once, and bandwidth is calculated only when there is a packet that arrives a second time.
集約パラメータ決定部２０２は、帯域決定部２０１が決定した帯域幅情報を用いて、パ
ケットの集約間隔、集約パケットの最大パケットサイズ、通信の多重度を決定する機能を
有する。
The aggregation parameter determination unit 202 has a function of determining the packet aggregation interval, the maximum packet size of the aggregation packet, and the multiplicity of communication by using the bandwidth information determined by the
ここで、帯域幅をＢ、集約間隔をＩ、最大パケットサイズをＳ、通信の多重度をＭとす
る。このとき時間あたりのパケット集約回数は１／Ｉとなる。よって、時間あたりの最大
パケット送信量Ｐは、
Ｐ＝Ｓ×（１／Ｉ）×Ｍ
となる。時間あたりに送ることができるデータ量はＢであるため、Ｂ≧Ｐ、すなわち、
Ｂ≧Ｓ×（１／Ｉ）×Ｍ・・・（３）
である必要がある。なお、帯域幅を使い切るためには、
Ｂ＝Ｓ×（１／Ｉ）×Ｍ・・・（４）
とすればよい。
Here, the bandwidth is B, the aggregation interval is I, the maximum packet size is S, and the multiplicity of communication is M. At this time, the number of packet aggregations per hour is 1 / I. Therefore, the maximum packet transmission amount P per hour is
P = S × (1 / I) × M
Will be. Since the amount of data that can be sent per hour is B, B ≧ P, that is,
B ≧ S × (1 / I) × M ... (3)
Must be. To use up the bandwidth,
B = S × (1 / I) × M ... (4)
And it is sufficient.
実施形態２における集約パラメータ決定部２０は（３）を満たすように、Ｓ、Ｉ、Ｍの
各パラメータを決定する機能を有する。以下では集約パラメータ決定部２０のパラメータ
決定方法の機能例をいくつか説明する。
The aggregate
集約パラメータ決定部２０の最も単純なパラメータ決定方法についてまず説明する。こ
こで（４）式を変形し、
Ｓ＝Ｂ×Ｉ／Ｍ・・・（５）
とする。例えばＩ、Ｍを固定値、Ｂを帯域決定部２０１が決定した値とすれば、Ｓの値が
決定される。またＩ、Ｍを固定値とするのではなく、ＳとＭを固定値にして（４）式を満
たすようにＩを求めても良いし、ＳとＩを固定値にして（４）式を満たすようにＭを決定
する機能を集約パラメータ決定部２０に持たせても良い。
First, the simplest parameter determination method of the aggregate
S = B × I / M ... (5)
And. For example, if I and M are fixed values and B is a value determined by the
ただし、この方法ではネットワークの帯域幅と二つの固定値によって、残り一つのパラ
メータが決定される。例えば、ボトルネックが第二通信装置５の処理負荷だった場合には
、最大パケットサイズＳや集約時間Ｉを制御すると輻輳の状況が変わる。
However, in this method, the remaining one parameter is determined by the bandwidth of the network and two fixed values. For example, when the bottleneck is the processing load of the
ところが、（５）式はＩ、Ｍが固定値であり、最大パケットサイズＳは第二通信装置５
の処理負荷に依存せず、ネットワークの帯域幅の変化によってのみ変化する。このとき、
第二通信装置５の処理負荷が何らかの要因で上がっている場合に、ネットワークの混雑が
解消し、利用できる帯域幅が広くなったとする。このときには、（５）式ではＢが大きく
なり、ＩとＭは固定値であるため、最大パケットサイズＳが大きくなってしまう。
However, in Eq. (5), I and M are fixed values, and the maximum packet size S is the
It does not depend on the processing load of the network and changes only by changing the bandwidth of the network. At this time,
It is assumed that when the processing load of the
これは到着する集約パケットに含まれるパケット数が多くなる可能性があることを意味
し、さらに第二通信装置５の負荷が大きくなってしまう可能性がある。すなわち、第二通
信装置５の処理負荷の輻輳やネットワーク上でのパケット破棄を回避するためには、第二
通信装置５やネットワークの負荷状況に応じてパラメータを変化させる必要がある。
This means that the number of packets included in the arriving aggregated packets may increase, and the load on the
そこで、集約パラメータ決定部２０は通信先情報取得部１８が取得した通信先情報、通
信路情報取得部１９が取得した通信路情報によってパケットの集約間隔、集約パケットの
最大パケットサイズ、通信の多重度を決定する機能を有しても良い。
Therefore, the aggregation
以下では、集約パラメータ決定部２０が第二通信装置５やネットワーク機器の負荷状況
に応じてパラメータを決定する機能について、いくつかの方式を説明する。
Hereinafter, some methods will be described for the function of the aggregate
まず、輻輳を制御する変数Ｗを導入する方式について説明する。（３）式を変形すると
、Ｂ、Ｉ、Ｍは共に正の値のため、
Ｓ≦Ｂ×Ｉ／Ｍ・・・（６）
となる。
First, a method of introducing the variable W that controls congestion will be described. When equation (3) is modified, B, I, and M are all positive values, so
S ≦ B × I / M ... (6)
Will be.
ここで、
Ｓ＝Ｂ×Ｉ／Ｍ×Ｗ・・・（７）
となる変数Ｗを導入した場合、
Ｂ×Ｉ／Ｍ×Ｗ≦Ｂ×Ｉ／Ｍ・・・（８）
より、Ｗ≦１であれば、（６）式を満たすこととなる。
here,
S = B × I / M × W ... (7)
When the variable W is introduced,
B × I / M × W ≦ B × I / M ... (8)
Therefore, if W ≦ 1, the equation (6) is satisfied.
この値Ｗを負荷状況、すなわち、通信先情報取得部１８が取得した通信先情報や、通信
路情報取得部１９が取得した通信路情報によって調節することで、最大パケットサイズＳ
が負荷状況によって変わることとなる。
By adjusting this value W according to the load status, that is, the communication destination information acquired by the communication destination
Will change depending on the load situation.
例えば、ＴＣＰ／ＩＰの輻輳制御でも用いられる、ＡＩＭＤ（Additive increase/mult
iplicative decrease）などの一般に良く知られた技術を用いて、集約パラメータ決定部
２０は通信先情報や通信路情報から変数Ｗを決定すれば良い。
For example, AIMD (Additive increase / mult), which is also used for TCP / IP congestion control.
The aggregate
例えば、通信先情報として第二通信装置５の時間あたりのバッファ溢れ発生回数Ｅ（ｔ
）、通信路情報として通信路上でのパケットドロップ発生回数Ｄ（ｔ）からＷを決定する
場合、Ａ（Ａ＞０）、Ｂ（０＜Ｂ＜１）を定数として、時刻ｔ＋１のＷの値Ｗ（ｔ＋１）
は時刻ｔのＷの値、Ｗ（ｔ）を用いて、Ｗ≦１を満たす範囲で、
Ｗ（ｔ＋１）＝Ｗ（ｔ）＋Ａ（Ｅ（ｔ）＜閾値１ かつ Ｄ（ｔ）＜閾値２の場合）
Ｗ（ｔ＋１）＝Ｗ（ｔ）×Ｂ（Ｅ（ｔ）≧閾値１ もしくは Ｄ（ｔ）≧閾値２の場合）
と決定する。
For example, as the communication destination information, the number of times the buffer overflow occurs per hour of the second communication device 5 E (t).
), When W is determined from the number of packet drop occurrences D (t) on the communication path as communication path information, the value of W at time t + 1 with A (A> 0) and B (0 <B <1) as constants. W (t + 1)
Is the value of W at time t, W (t), within the range that satisfies W ≦ 1.
W (t + 1) = W (t) + A (when E (t) <
W (t + 1) = W (t) × B (when E (t) ≥
To decide.
さらにこの値を（７）式に代入して最大パケットサイズＳを求める。これにより、最大
パケットサイズＳは第二通信装置５やネットワーク機器の負荷が大きくなれば小さく、負
荷が小さくなれば大きくなり、輻輳を回避することができる。また、Ｓを固定の値として
同様の方法で集約間隔Ｉを求めるようにしても良い。このとき（３）式を変形すると、
Ｉ≧Ｓ／Ｂ×Ｍ・・・（９）
となり、
Ｉ＝Ｓ／Ｂ×Ｍ×Ｗ・・・（１０）
とすると、Ｗ≧１となれば（１０）式は（９）式を満たす。
Further, this value is substituted into the equation (7) to obtain the maximum packet size S. As a result, the maximum packet size S becomes smaller as the load on the
I ≧ S / B × M ... (9)
And
I = S / B × M × W ... (10)
Then, if W ≧ 1, the equation (10) satisfies the equation (9).
ここで第二通信装置の時間あたりのバッファ溢れ発生回数Ｅ（ｔ）、通信路情報として
通信路上でのパケットドロップ発生回数Ｄ（ｔ）が閾値以上の場合には集約パケットの数
を減らすために、集約間隔を長くする必要がある。すなわち、（９）式よりＷの値を大き
くすれば良いので、定数Ｆ（Ｆ＞０）、定数Ｇ（Ｇ＞１）として、
Ｗ（ｔ＋１）＝Ｗ（ｔ）−Ｆ（Ｅ（ｔ）＜閾値１ かつ Ｄ（ｔ）＜閾値２の場合）
Ｗ（ｔ＋１）＝Ｗ（ｔ）×Ｇ（Ｅ（ｔ）≧閾値１ もしくは Ｄ（ｔ）≧閾値２の場合）
とＷを制御し、（９）式よりＩを求めればよい。また、集約度Ｍを変化させる場合にも同
様の方法を採ればよい。
Here, in order to reduce the number of aggregated packets when the number of buffer overflow occurrences E (t) per hour of the second communication device and the number of packet drop occurrences D (t) on the communication path as communication path information are equal to or greater than the threshold value. , It is necessary to increase the aggregation interval. That is, since the value of W may be larger than that in the equation (9), the constant F (F> 0) and the constant G (G> 1) are set.
W (t + 1) = W (t) -F (when E (t) <
W (t + 1) = W (t) × G (when E (t) ≥
And W are controlled, and I may be obtained from the equation (9). Further, the same method may be adopted when the degree of aggregation M is changed.
（７）式や（１０）式では変更されるパラメータはＳもしくはＩもしくはＭに加えて、
Ｗのみであった。しかし、輻輳の状況によっては、Ｓ、Ｉ、Ｍを独立に制御したい場合が
ある。
In Eqs. (7) and (10), the parameters to be changed are S, I, or M, in addition to S, I, or M.
It was only W. However, depending on the congestion situation, it may be desired to control S, I, and M independently.
例えば、ネットワーク品質が問題でパケットドロップが多発する場合にはＭを増加させ
ることが有用であり、第二通信装置の処理負荷が問題でバッファ溢れが多発する場合には
、Ｉを増加させることが有用である。
For example, it is useful to increase M when network quality is a problem and packet drops occur frequently, and I can be increased when the processing load of the second communication device is a problem and buffer overflow occurs frequently. It is useful.
また、ネットワーク機器を通過するパケット数が多すぎて、処理が間に合わずにパケッ
トドロップが多発する場合にはＭを減少させることが有用である。
Further, it is useful to reduce M when the number of packets passing through the network device is too large and the processing is not in time and packet drops occur frequently.
さらに、パケットドロップとバッファ溢れが同時に発生した場合にはＭとＩを同時に変
更したいが、（７）式や（１０）式ではそれができない。そこで集約パラメータ決定部２
０が各パラメータを独立に制御する方法についても説明する。
Further, when packet drop and buffer overflow occur at the same time, it is desired to change M and I at the same time, but this cannot be done by the equations (7) and (10). Therefore, the aggregate
A method in which 0 controls each parameter independently will also be described.
まず、
Ｓ＝Ｂ×Ｉ／Ｍ・・・（１１）
とおく。
first,
S = B × I / M ... (11)
far.
ここで、Ｉ（ｔ＋１）はＩ（ｔ）と時間あたりのバッファ溢れ回数Ｅ（ｔ）を元に、Ｈ
（＞０）、Ｊ（＞１）を定数として、
Ｉ（ｔ＋１）＝Ｉ（ｔ）−Ｈ（Ｅ（ｔ）＜閾値１）・・・（１２）
Ｉ（ｔ＋１）＝Ｉ（ｔ）×Ｊ（Ｅ（ｔ）≧閾値２）・・・（１３）
これにより、時間あたりのバッファ溢れ発生回数Ｅ（ｔ）が閾値以上になれば、集約間
隔が長くなり、閾値未満であれば集約間隔が短くなる。
Here, I (t + 1) is H based on I (t) and the number of buffer overflows E (t) per hour.
With (> 0) and J (> 1) as constants,
I (t + 1) = I (t) -H (E (t) <threshold 1) ... (12)
I (t + 1) = I (t) × J (E (t) ≧ threshold 2) ... (13)
As a result, if the number of buffer overflow occurrences E (t) per hour is greater than or equal to the threshold value, the aggregation interval becomes longer, and if it is less than the threshold value, the aggregation interval becomes shorter.
一方、通信路の品質によるデータ化けなどによるパケットドロップ回数をＰ（ｔ）、処
理可能なパケット数を超えたことによるパケットドロップ回数をＯ（ｔ）とし、時刻ｔ＋
１の多重度ＭとなるＭ（ｔ＋１）はＭ（ｔ）を用いて、
Ｍ（ｔ＋１）＝Ｍ（ｔ）＋１（Ｐ（ｔ）≧閾値３かつＯ（ｔ）＜閾値４）・・・（１４）
Ｍ（ｔ＋１）＝Ｍ（ｔ）−１（Ｏ（ｔ）≧閾値４かつＰ（ｔ）＜閾値３）・・・（１５）
Ｍ（ｔ＋１）＝Ｍ（ｔ）（それ以外の場合）・・・（１６）
とする。
On the other hand, the number of packet drops due to data garbled due to the quality of the communication path is P (t), the number of packet drops due to exceeding the number of packets that can be processed is O (t), and the time is t +.
M (t + 1), which is the multiplicity M of 1, uses M (t).
M (t + 1) = M (t) + 1 (P (t) ≧ threshold 3 and O (t) <threshold 4) ... (14)
M (t + 1) = M (t) -1 (O (t) ≧
M (t + 1) = M (t) (otherwise) ... (16)
And.
これにより、通信路品質によるパケットドロップが起きた場合には通信成功率を上げる
ために多重度が増え、通信路の機器負荷増大を要因とするパケットドロップが起きた場合
には、通信機器の負荷を下げるために多重度が減るようになる。
As a result, when a packet drop occurs due to the quality of the communication path, the multiplicity increases in order to increase the communication success rate, and when a packet drop occurs due to an increase in the device load on the communication path, the load on the communication device occurs. Multiplicity will be reduced to reduce.
ただし、多くの場合、通信路の品質によるデータ化けなどによるパケットドロップ回数
と、ネットワーク機器が処理可能なパケット数を超えたことによるパケットドロップ回数
を区別できない場合も多い。
However, in many cases, it is often impossible to distinguish between the number of packet drops due to garbled data due to the quality of the communication path and the number of packet drops due to exceeding the number of packets that can be processed by the network device.
その場合にはＰ（ｔ）とＯ（ｔ）の合計値のみが解り、その値でＭ（ｔ）を制御するこ
とになる。ただし、パケットドロップ回数の合計値情報だけだと、Ｍ（ｔ）の値を増やせ
ばドロップ率が下がるのか、減らせばドロップ率が下がるのかは判別できない。
In that case, only the total value of P (t) and O (t) is known, and M (t) is controlled by that value. However, if only the total value information of the number of packet drops is used, it cannot be determined whether the drop rate decreases when the value of M (t) is increased or the drop rate decreases when the value of M (t) is decreased.
そこで、パケットドロップ回数が閾値以上であれば、まずはＭ（ｔ）の値を増やして、
その後パケットドロップ回数が減ればＭ（ｔ）を増やすように変化させ、パケットドロッ
プ回数が増えた場合にはＭ（ｔ）を減らすように変化させれば良い。
Therefore, if the number of packet drops is equal to or greater than the threshold value, first increase the value of M (t).
After that, if the number of packet drops decreases, it may be changed to increase M (t), and if the number of packet drops increases, it may be changed to decrease M (t).
また、Ｉ（ｔ）はＡＩＭＤを用いて連続値で変化させているが、テーブルを設けて離散
値を取っても良い。例えば、Ｉ（ｔ）の取りうる値を、１秒、２秒、４秒のように離散値
のテーブルを用意しておき、Ｉ（ｔ）＝１秒の時にＥ（ｔ）≧閾値であれば、Ｉ（ｔ＋１
）を２秒にする、といった方法である。
Further, although I (t) is changed by continuous values using AIMD, a table may be provided and discrete values may be taken. For example, prepare a table of discrete values such as 1 second, 2 seconds, and 4 seconds for possible values of I (t), and when I (t) = 1 second, E (t) ≥ threshold value. For example, I (t + 1)
) Is set to 2 seconds.
以上の方法によれば、ＩとＭなど、複数のパラメータを独立して制御できるが、パラメ
ータを変動させられる幅には限界があることが多い。例えば、集約間隔Ｉは増やすと第二
通信装置５の負荷が下がるが、通信のリアルタイム性は失われる。
According to the above method, a plurality of parameters such as I and M can be controlled independently, but there is often a limit to the range in which the parameters can be changed. For example, if the aggregation interval I is increased, the load on the
単純にはパラメータの上限値と下限値を設けてその範囲で制御を行えばよい。しかし調
整可能な範囲で輻輳を回避できない場合も考えられる。
Simply, an upper limit value and a lower limit value of the parameter may be set and control may be performed within that range. However, there may be cases where congestion cannot be avoided within the adjustable range.
例えば、集約間隔Ｉを上限まで増やしてもなお、輻輳が回避できない場合には、集約パ
ケットに含まれるパケットの数を減らすために、（１１）式では従属変数であった最大パ
ケットサイズＳを独立変数として制御すれば良い。このために、最大パケットサイズＳを
制御するための変数Ｗを導入し、間接的に最大パケットサイズＳを制御することとする。
ここで（７）式と同様に、
Ｓ＝Ｂ×Ｉ／Ｍ×Ｗ・・・（１７）
とする。
For example, if congestion cannot be avoided even if the aggregation interval I is increased to the upper limit, the maximum packet size S, which was a dependent variable in the equation (11), is made independent in order to reduce the number of packets included in the aggregation packet. It may be controlled as a variable. For this purpose, a variable W for controlling the maximum packet size S is introduced, and the maximum packet size S is indirectly controlled.
Here, as in Eq. (7),
S = B × I / M × W ... (17)
And.
ただし、（７）式と異なり、ＩやＭは変数とする。ここではＩが上限に達した場合に、
Ｗを制御する方法について説明する。Ｗ（０）＝１（ただし、Ｗ（ｔ）の上限は１）とし
、Ｋ（Ｋ＞０）、Ｌ（Ｌ＞１）、Ｎ（０＜Ｎ＜１）、Ｒ（Ｒ＞０）を定数として、
Ｉ（ｔ＋１）＝Ｉ（ｔ）−Ｋ（Ｗ（ｔ）＝１かつＥ（ｔ）＜閾値１）・・・（１８）
Ｉ（ｔ＋１）＝Ｉ（ｔ）×Ｌ（Ｉ（ｔ）＜上限値かつＥ（ｔ）≧閾値２）・・・（１９）
Ｗ（ｔ＋１）＝Ｗ（ｔ）×Ｎ （Ｉ（ｔ）＝上限値かつＥ（ｔ）≧閾値６）・・・（２０
）
Ｗ（ｔ＋１）＝Ｗ（ｔ）＋Ｒ （Ｗ（ｔ）＜１かつＥ（ｔ）＜閾値５）・・・（２１）
としてＩ（ｔ＋１）とＷ（ｔ＋１）を計算する。
However, unlike Eq. (7), I and M are variables. Here, when I reaches the upper limit,
A method of controlling W will be described. W (0) = 1 (however, the upper limit of W (t) is 1), and K (K> 0), L (L> 1), N (0 <N <1), R (R> 0). As a constant
I (t + 1) = I (t) -K (W (t) = 1 and E (t) <threshold 1) ... (18)
I (t + 1) = I (t) x L (I (t) <upper limit and E (t) ≥ threshold 2) ... (19)
W (t + 1) = W (t) × N (I (t) = upper limit and E (t) ≧ threshold 6) ... (20)
)
W (t + 1) = W (t) + R (W (t) <1 and E (t) <threshold 5) ... (21)
I (t + 1) and W (t + 1) are calculated as.
ただしＷの上限値は１とする。また、Ｍは（１４）‐（１６）式を使って制御すればよ
い。これにより、Ｅ（ｔ）が閾値以上の場合にはＩ（ｔ）が上限値に達するまでは（１９
）式が適用され、集約間隔を延ばすことにより第二通信装置５の負荷を下げ、上限値に達
した場合には（２０）式が適用され、最大パケットサイズＳを小さくすることで時間当た
りの第二通信装置５の負荷を下げることができる。
However, the upper limit of W is 1. Further, M may be controlled by using the equations (14)-(16). As a result, when E (t) is equal to or greater than the threshold value, (19) until I (t) reaches the upper limit.
) Is applied, the load of the
逆に、輻輳が解消され、Ｅ（ｔ）が閾値未満になった場合にはまず、Ｗ（ｔ）の値を初
期値の１に近づくよう（２１）式により元に戻し、続いてＩ（ｔ）が短くなるよう（１８
）式を適用する。
On the contrary, when the congestion is resolved and E (t) becomes less than the threshold value, the value of W (t) is first restored by the equation (21) so as to approach the initial value of 1, and then I ( Make t) shorter (18)
) Apply the formula.
図９は、実施形態２に係るパケット集約装置４が行う帯域予測とパラメータの決定フロ
ーの一例を示す図である。図９を用いて、実施形態２に係る帯域予測とパラメータの決定
フローについて説明する。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a bandwidth prediction and parameter determination flow performed by the
第二受信部１５が集約パケットの受信を待ち（Ｓ２１０）、集約パケットを受信すると
、多重化検出部２００は当該集約パケットの受信が初回か否かを判断する。初回の場合（
Ｓ２１１、Ｙｅｓ）は到着時間を記録し（Ｓ２１２）、処理をＳ２１０に戻す。
When the
S211 and Yes) record the arrival time (S212) and return the process to S210.
一方で、当該集約パケットの受信が初回ではない場合（Ｓ２１１、Ｎｏ）、集約パケッ
トの受信が２回目か否かを判定し、２回目でない場合（Ｓ２１３、Ｎｏ）、処理をＳ２１
０に戻す。
On the other hand, when the aggregated packet is not received for the first time (S211 and No), it is determined whether or not the aggregated packet is received for the second time, and when it is not the second time (S213, No), the process is performed in S21.
Return to 0.
一方で、集約パケットの受信が２回目の場合（Ｓ２１３、Ｙｅｓ）、Ｓ２１２で記録し
た初回の集約パケット受信時の時間と、現在時間の時間差を計算する（Ｓ２１４）。
On the other hand, when the aggregated packet is received for the second time (S213, Yes), the time difference between the time at the time of receiving the first aggregated packet recorded in S212 and the current time is calculated (S214).
さらに、集約パケットサイズをＳ２１４で計算した時間差で割り、帯域幅を計算する（
Ｓ２１５）。
Further, the bandwidth is calculated by dividing the aggregated packet size by the time difference calculated in S214 (
S215).
また、
帯域幅Ｂ≧最大パケットサイズＳ×（１／集約間隔Ｉ）×多重度Ｍ
となるように各パラメータを計算する。この計算方法としては既に説明した方法を用いれ
ば良い。
also,
Bandwidth B ≧ Maximum packet size S × (1 / aggregation interval I) × multiplicity M
Calculate each parameter so that As this calculation method, the method already described may be used.
以上説明した実施形態２によれば、ネットワークの帯域幅の範囲内でネットワーク機器
や第二通信装置５の負荷状況に応じて、柔軟に集約パケットの集約間隔、通信の多重度、
最大パケットサイズの調整を行うことができる。
According to the second embodiment described above, the aggregation interval of aggregated packets, the multiplicity of communication, and the like, flexibly according to the load status of the network device and the
The maximum packet size can be adjusted.
特に、通常の輻輳制御は時間あたりに送れるパケット数やデータ量の総量を調整するこ
とで輻輳制御を行うが、実施形態２では、時間あたりの集約パケットに含まれるパケット
やデータの総量を変えることなく、柔軟に複数の集約パラメータを同時に制御しながら輻
輳制御を行うことができる。
In particular, in normal congestion control, congestion control is performed by adjusting the total amount of packets and data that can be sent per hour, but in the second embodiment, the total amount of packets and data contained in the aggregated packets per hour is changed. Congestion control can be performed while flexibly controlling multiple aggregation parameters at the same time.
（実施形態３）
実施形態２では、パケット集約装置４は機器単独でパラメータ決定を行う。一方で、パ
ケット集約装置４が図１０に示す構成のように複数存在するとき、帯域幅の測定結果にば
らつきが生じる場合がある。図１０は、実施形態３に係る伝送処理システムの装置構成の
一例を示す図である。
(Embodiment 3)
In the second embodiment, the
そのとき、例えば、（５）式を用いて最大パケットサイズＳを計算すると、パケット集
約装置４の同士間で時間あたりに送信可能なデータ量が変わることとなり、不平等な状態
が発生する。パケット集約装置４の間における通信の平等性を確保するためには、同じ帯
域幅のネットワークであれば各パケット集約装置で計算した帯域幅が同じになるよう、調
停を図る必要がある。
At that time, for example, if the maximum packet size S is calculated using the equation (5), the amount of data that can be transmitted per hour changes between the
そこで、実施形態３では、図１０に示すように複数のパケット集約装置間がネットワー
クで繋がれた環境を想定し、通信の平等性を確保するパケット集約装置について説明する
。
Therefore, in the third embodiment, as shown in FIG. 10, an environment in which a plurality of packet aggregation devices are connected by a network is assumed, and a packet aggregation device for ensuring communication equality will be described.
図１１は、実施形態３に係るパケット集約装置の機能構成の一例を示す図である。図１
１は、調停部３００を備える点で、図７とは異なる。なお、説明を分かり易くするために
、実施形態１、２と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the functional configuration of the packet aggregation device according to the third embodiment. Figure 1
1 is different from FIG. 7 in that it includes an
集約パラメータ決定部２０は、実施形態２と同じく、帯域決定部２０１が決定した帯域
幅情報、通信先情報取得部１８が取得した通信先情報、通信路情報取得部１９から得た通
信路情報を使って、多重度Ｍ、最大パケットサイズＳ、集約間隔Ｉと言ったパラメータを
最終的に決定する。
Similar to the second embodiment, the aggregation
実施形態２では、帯域幅情報は帯域決定部２０１が決定した情報をそのまま利用してい
たが、実施形態３では、集約パラメータ決定部２０が帯域決定部２０１から得た帯域幅情
報を調停部３００に渡す。
In the second embodiment, the bandwidth information uses the information determined by the
調停部３００は、他のパケット集約装置に対して、ネットワーク３２０を介してその帯
域幅情報を送信する機能を備える。また、調停部３００は、ネットワーク３２０を介して
他のパケット集約装置から各パケット集約装置が計算した帯域幅情報を取得する機能を備
える。
The
調停部３００は、他のパケット集約装置から帯域幅情報と、集約パラメータ決定部２０
から得た帯域幅情報と、から調停済み帯域幅情報を計算する。調停済み帯域幅情報を計算
する方法としては、算術平均を取っても良いし、帯域幅情報の重みを増やした加重平均や
、中央値を取っても良い。
The
The bandwidth information obtained from and the arbitrated bandwidth information from are calculated. As a method of calculating the arbitrated bandwidth information, an arithmetic average may be taken, a weighted average with an increased weight of the bandwidth information, or a median may be taken.
調停部３００は、調停済み帯域幅情報を集約パラメータ決定部２０に渡す。集約パラメ
ータ決定部２０は、帯域決定部２０１から得た帯域幅情報ではなく、調停済み帯域幅情報
を用いて、多重度Ｍ、最大パケットサイズＳ、集約間隔Ｉといったパラメータを決定する
機能を備える。
The
計算方法は実施例２で説明した方法を用いて、調停済み帯域幅情報をＢ’として、
Ｓ≦Ｂ’×Ｉ／Ｍ
を満たすように計算すればよい。
As the calculation method, the method described in Example 2 is used, and the arbitrated bandwidth information is set to B'.
S ≦ B'× I / M
It should be calculated so as to satisfy.
図１２は、実施形態３に係るパケット集約装置が行う帯域予測とパラメータの計算処理
の流れの一例を示す図である。図１２を用いて、実施形態３に係る帯域予測とパラメータ
の計算フローを説明する。図１２は、実施形態２で説明した図９のフローとは、Ｓ３１０
が加わった点と、Ｓ３１１の処理が変更されている点と、が異なる。Ｓ２１５で帯域決定
部２０１が帯域幅を計算したのち、調停部３００は他のパケット集約装置から受信した帯
域幅情報と帯域決定部２０１が計算した帯域幅情報を用いて、調停済み帯域幅情報を計算
する（Ｓ３１０）。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a flow of bandwidth prediction and parameter calculation processing performed by the packet aggregation device according to the third embodiment. The band prediction and the parameter calculation flow according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows the flow of FIG. 9 described in the second embodiment as S310.
Is added and the processing of S311 is changed. After the
さらに、集約パラメータ決定部２０は、帯域幅ではなく調停済み帯域幅を用いて各パラ
メータを決定する。図１２には明示していないが、Ｓ３１０の段階で調停部３００が他の
パケット集約装置に帯域幅情報を送信しても良いし、一定時間ごとに調停部３００が他の
パケット集約装置に帯域幅情報を送信しても良い。
Further, the aggregate
以上説明した実施形態３によれば、複数のパケット集約装置がある場合に、特定のパケ
ット集約装置ばかりが多くのパケットを送出するような不平等な事態を回避し、通信の平
等性を確保することが可能となる。ここでは、帯域幅情報の平均値をとる方法を説明した
が、集約パラメータ決定部２０と調停部３００のバリエーションとして、帯域幅情報の代
わりに多重度Ｍ、最大パケットサイズＳ、集約間隔Ｉといったパラメータを複数のパケッ
ト集約装置で共有し、集約パラメータを直接調停しても良い。
According to the third embodiment described above, when there are a plurality of packet aggregation devices, it is possible to avoid an unequal situation in which only a specific packet aggregation device sends a large number of packets, and to ensure communication equality. It becomes possible. Here, the method of taking the average value of the bandwidth information has been described, but as a variation of the aggregation
（実施形態４）
次に、実施形態１、２、３に係る伝送処理システムを鉄道などの駅で使用される駅務シ
ステムに対応させた実施形態４について、図１３を参照しながら説明する。
(Embodiment 4)
Next, the fourth embodiment in which the transmission processing system according to the first, second, and third embodiments corresponds to the station affairs system used in a station such as a railway will be described with reference to FIG.
図１３は、実施形態４に係る伝送処理ステムを駅務システムに適応させた構成の一例を
示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a configuration in which the transmission processing stem according to the fourth embodiment is adapted to a station affairs system.
なお、説明を分かり易くするために、実施形態１、２、３と同一の構成には同一の符号
を付し、重複する説明は適宜省略する。
In addition, in order to make the explanation easy to understand, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the first, second, and third embodiments, and duplicate explanations are appropriately omitted.
伝送処理システム１００を駅務システム１０１に適応した場合、図１３に示すように、
例えば、第一通信装置３は改札機５０に対応し、第二通信装置５はサーバ５１に対応する
。
When the
For example, the first communication device 3 corresponds to the ticket gate 50, and the
駅務システム１０１は、改札機５０と、パケット集約装置４と、サーバ５１と、を備え
る。
The station affairs system 101 includes a ticket gate 50, a
駅務システム１０１は、例えば、鉄道などにおける駅の利用者に対して、駅構内への入
出場処理を行うために使用される。
The station affairs system 101 is used, for example, for a user of a station on a railroad or the like to perform entry / exit processing in the station yard.
改札機５０は、利用者により提示される利用媒体を処理する機能を備える。利用媒体は
、例えば、有効期間や利用可能区間等の記録情報が記録される磁気媒体（入場券、普通乗
車券、定期券、回数券、プリペイドカード等）や、無線通信により記録情報を送受信する
無線媒体（ＩＣカード等）、などである。なお、以下の説明においては、利用媒体はＩＣ
カードとして説明する。
The ticket gate 50 has a function of processing a usage medium presented by the user. The usage medium is, for example, a magnetic medium (admission ticket, ordinary ticket, commuter pass, coupon ticket, prepaid card, etc.) in which recorded information such as validity period and available section is recorded, or transmission / reception of recorded information by wireless communication. Wireless media (IC cards, etc.), etc. In the following description, the medium used is IC.
Described as a card.
ＩＣカードは、券売機や改札機など様々な駅務機器と無線でデータの送受信を行うこと
により、種々の処理を受け付けることができるＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕ
ｉｔ）を有した乗車券である。また、ＩＣカードは、記憶部を有しており、例えば、定期
券、運賃精算のためのＳＦ（Ｓｔｏｒｅｄ Ｆａｒｅ）カード、あるいは、運賃精算のた
めの料金後払い方式のカードとしてＩＣカードを使用するための情報を記憶する。例えば
、ＩＣカードは、それぞれ固有の識別番号、利用履歴情報、残額情報、定期券情報、など
を記憶する。
An IC card is an IC (Integrated Circuit) that can accept various processes by wirelessly transmitting and receiving data to and from various station equipment such as ticket vending machines and ticket gates.
It is a ticket with (it). Further, the IC card has a storage unit, and for example, the IC card is used as a commuter pass, an SF (Street Faire) card for fare settlement, or a postpaid fare card for fare settlement. Memorize the information of. For example, each IC card stores a unique identification number, usage history information, balance information, commuter pass information, and the like.
改札機５０は、利用者により提示されるＩＣカードから、ＩＣカードに記憶されている
、ＩＣカードの識別番号や入出場の状態情報、残額情報、定期券情報などの入出場に必要
な改札処理情報を受信する。改札機５０は、例えば、入場時には、識別番号や、入場駅、
入場時間などの情報を改札処理情報としてＩＣカードから受信し、出場時には、識別番号
や、出場駅、出場時間などの情報を改札処理情報としてＩＣカードから受信する。また、
改札機５０は、改札処理情報を格納したパケットをパケット集約装置４に送信する。
The ticket gate 50 performs ticket gate processing necessary for entry / exit from the IC card presented by the user to the IC card identification number, entry / exit status information, balance information, commuter pass information, etc. stored in the IC card. Receive information. At the time of admission, the ticket gate 50 may have an identification number, an admission station, or the like.
Information such as the entrance time is received from the IC card as ticket gate processing information, and at the time of entry, information such as the identification number, the entry station, and the entry time is received from the IC card as ticket gate processing information. also,
The ticket gate 50 transmits a packet storing ticket gate processing information to the
パケット集約装置４は、改札機５０より受信した複数のパケットを集約し、サーバ５１
に送信する。
The
Send to.
サーバ５１は、パケット集約装置４から受信した集約パケットを個々のパケットに分離
する。サーバ５１は、個々のパケット、つまり、改札処理情報に対して演算処理を行う。
The server 51 separates the aggregated packets received from the
演算処理は、例えば、入場処理の場合、改札処理情報に含まれる残額が最低運賃を満た
しているか否かの演算処理や、改札処理情報に含まれる識別番号がサーバのネガティブリ
ストに登録されているか否かの演算処理などが行われる。なお、入場処理に関しては、改
札処理情報を受信するだけで、改札処理情報に対して演算処理を行わず、入場ができる処
理を行う構成としても良い。
For example, in the case of admission processing, the calculation processing is the calculation processing of whether or not the remaining amount included in the ticket gate processing information satisfies the minimum fare, and whether the identification number included in the ticket gate processing information is registered in the negative list of the server. Calculation processing of whether or not is performed. As for the entrance processing, it may be configured to perform processing that allows entry without performing arithmetic processing on the ticket gate processing information only by receiving the ticket gate processing information.
また、演算処理は、例えば、出場処理の場合、入出場駅の情報から運賃を算出する演算
処理や、ＩＣカードから運賃を引き去る演算処理などが行われる。さらに、サーバ５１は
、複数の演算処理の結果を複数のパケットを集約し、パケット集約装置４に送信する。
Further, in the calculation process, for example, in the case of entry processing, calculation processing for calculating the fare from the information of the entry / exit station, calculation processing for removing the fare from the IC card, and the like are performed. Further, the server 51 aggregates a plurality of packets and transmits the results of the plurality of arithmetic processes to the
パケット集約装置４は、サーバ５１から受信した集約パケットを個々のパケットに分離
し、対応する改札機５０に送信する。
The
改札機５０は、パケット集約装置４から受信したパケットに基づいて、ＩＣカードに改
札制御情報を送信する。例えば、改札機５０が有するゲートの開閉処理や、利用者により
提示されているＩＣカードから運賃の引き去り処理結果を書き込むなどの処理行う。
The ticket gate 50 transmits ticket gate control information to the IC card based on the packet received from the
以上説明した実施形態４の伝送処理システムを適応した駅務システムによれば、ネット
ワークの混雑状況や通信先の負荷状況によってパケットの集約間隔や最大パケットサイズ
などのパケット集約に関するパラメータを柔軟に変化させることで、パケット通信回数が
急増する通勤ラッシュの時間帯などでも、リアルタイムな制御を可能にする。
According to the station affairs system to which the transmission processing system of the fourth embodiment described above is applied, the parameters related to packet aggregation such as the packet aggregation interval and the maximum packet size are flexibly changed depending on the network congestion status and the load status of the communication destination. This enables real-time control even during rush hours when the number of packet communications increases rapidly.
なお、上記した実施形態１，２，３、４に係る伝送処理システム１００は、上記説明し
た駅務システム１０１への適用に限定されるものではなく、防災システム、水処理システ
ム等の様々な社会インフラシステム、及びビル制御等の様々な産業システムに適用するこ
とができる。また、第一通信装置３は、例えば、プラント、防災システム、交通システム
等の社会インフラシステムのハードウェア、ソフトウェアでも良いし、産業システム、家
電、ＰＣ、情報端末等のハードウェア、ソフトウェアでも良い。
The
なお、上記した実施形態１、２、３、４に係る伝送処理システムにおける処理はいくつ
かのソフトウェアによって実行することが可能である。このため、上記処理の手順を実行
するいくつかのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を通じてこれ
らプログラムをパケット集約装置４へインストールして実行するだけで、上記処理を容易
に実現することができる。例えば、パケット集約装置４は、上記プログラムをネットワー
ク経由でダウンロードし、ダウンロードしたプログラムを記憶し、プログラムのインスト
ールを完了することができる。或いは、パケット集約装置４は、上記プログラムを情報記
憶媒体から読み取り、読み取ったプログラムを記憶し、プログラムのインストールを完了
することができる。
The processing in the transmission processing system according to the above-described first, second, third, and fourth embodiments can be executed by some software. Therefore, the above processing can be easily realized only by installing and executing these programs in the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したも
のであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様
々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、
置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に
含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるもので
ある。
Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, as long as they do not deviate from the gist of the invention,
Can be replaced or changed. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.
１ ネットワーク
２ ネットワーク
３ 第一通信装置
３ａ 第一通信装置
３ｂ 第一通信装置
４ パケット集約装置
５ 第二通信装置
１０ 第一受信部
１１ 集約用バッファ
１２ 周期管理部
１３ 集約部
１４ 第一送信部
１５ 第二受信部
１６ 分割部
１７ 第二送信部
１８ 通信先情報取得部
１９ 通信路情報取得部
２０ 集約パラメータ決定部
５０ 改札機
５１ サーバ
１００ 伝送処理システム
１０１ 駅務システム
２００ 多重化検出部
２０１ 帯域決定部
２０２ 集約パラメータ決定部
２０３ 多重化部
３００ 調停部
３２０ ネットワーク
1
Claims (6)
前記第一通信装置からパケットを受信する第一受信部と、
前記第一受信部が受信したパケットを一定の最大パケットサイズに達するまで、一定の集約間隔で集約し、集約パケットを生成する集約部と、
前記集約部が生成する集約パケットを前記第二通信装置に送信する第一送信部と、
前記第一送信部が送信した集約パケットに対する応答を前記第二通信装置から受信する第二受信部と、
前記第二受信部が受信した応答に基づいて、前記第二通信装置の負荷を示す情報である処理負荷情報を取得する通信先情報取得部と、
前記第二受信部が受信した応答に基づいて、前記ネットワークの負荷を示す情報である通信路情報を取得する通信路情報取得部と、
前記通信先情報取得部が取得する処理負荷情報と第一閾値とを比較して前記第二通信装置の負荷が大きい場合、又は前記通信路情報取得部が取得する通信路情報と第二閾値を比較して前記ネットワークの負荷が大きい場合には前記最大パケットサイズを小さくし、前記第二通信装置の負荷が小さい場合、又は前記ネットワークの負荷が小さい場合には前記最大パケットサイズを大きくする機能と、第二通信装置の処理負荷情報と、ネットワークの処理負荷情報と、の少なくともどちらか１つに基づいて、多重度を決定する機能とを有する集約パラメータ決定部と、
前記集約パラメータ決定部が決定した多重度に従って集約パケットを多重化する多重化部と、
前記多重化部が生成した多重化された集約パケットが、前記第二通信装置に受信される時間差から、ネットワークの帯域幅を決定する帯域決定部と、を備え、
前記集約パラメータ決定部は、前記帯域決定部が決定した帯域幅に基づいて、前記集約間隔と、前記最大パケットサイズと、前記多重度と、を決定するパケット集約装置。 A packet aggregation device that aggregates a plurality of packets received from the first communication device and transmits them to the second communication device via a network.
A first receiving unit that receives a packet from the first communication device,
An aggregation unit that aggregates the packets received by the first receiving unit at a constant aggregation interval until a certain maximum packet size is reached, and generates an aggregation packet.
The first transmission unit that transmits the aggregated packet generated by the aggregation unit to the second communication device, and
A second receiving unit that receives a response to the aggregated packet transmitted by the first transmitting unit from the second communication device, and a second receiving unit.
A communication destination information acquisition unit that acquires processing load information, which is information indicating the load of the second communication device, based on the response received by the second reception unit.
A channel information acquisition unit that acquires channel information, which is information indicating the load of the network, based on the response received by the second receiver.
When the load of the second communication device is large by comparing the processing load information acquired by the communication destination information acquisition unit with the first threshold value, or the communication path information and the second threshold value acquired by the communication path information acquisition unit are determined. With the function of reducing the maximum packet size when the load on the network is large and increasing the maximum packet size when the load on the second communication device is small or the load on the network is small. , An aggregate parameter determination unit having a function of determining the degree of multiplexing based on at least one of the processing load information of the second communication device and the processing load information of the network.
A multiplexing unit that multiplexes aggregated packets according to the multiplicity determined by the aggregation parameter determination unit, and a multiplexing unit.
The multiplexed aggregate packet generated by the multiplexing unit includes a band determining unit that determines the bandwidth of the network from the time difference received by the second communication device.
The aggregation parameter determination unit is a packet aggregation device that determines the aggregation interval, the maximum packet size, and the multiplicity based on the bandwidth determined by the bandwidth determination unit.
前記第一通信装置からパケットを受信する第一受信部と、
前記第一受信部が受信したパケットを一定の最大パケットサイズに達するまで、一定の集約間隔で集約し、集約パケットを生成する集約部と、
前記集約部が生成する集約パケットを前記第二通信装置に送信する第一送信部と、
前記第一送信部が送信した集約パケットに対する応答を前記第二通信装置から受信する第二受信部と、
前記第二受信部が受信した応答に基づいて、前記第二通信装置の負荷を示す情報である処理負荷情報を取得する通信先情報取得部と、
前記第二受信部が受信した応答に基づいて、前記ネットワークの負荷を示す情報である通信路情報を取得する通信路情報取得部と、
前記通信先情報取得部が取得する処理負荷情報と第一閾値とを比較して前記第二通信装置の負荷が大きい場合、又は前記通信路情報取得部が取得する通信路情報と第二閾値を比較して前記ネットワークの負荷が大きい場合には前記集約間隔を長くし、前記第二通信装置の負荷が小さい場合、又は前記ネットワークの負荷が小さい場合には前記集約間隔を短くする機能と、第二通信装置の処理負荷情報と、ネットワークの処理負荷情報と、の少なくともどちらか１つに基づいて、多重度を決定する機能とを有する集約パラメータ決定部と、
前記集約パラメータ決定部が決定した多重度に従って集約パケットを多重化する多重化部と、
前記多重化部が生成した多重化された集約パケットが、前記第二通信装置に受信される時間差から、ネットワークの帯域幅を決定する帯域決定部と、を備え、
前記集約パラメータ決定部は、前記帯域決定部が決定した帯域幅に基づいて、前記集約間隔と、前記最大パケットサイズと、前記多重度と、を決定するパケット集約装置。 A packet aggregation device that aggregates a plurality of packets received from the first communication device and transmits them to the second communication device via a network.
A first receiving unit that receives a packet from the first communication device,
An aggregation unit that aggregates the packets received by the first receiving unit at a constant aggregation interval until a certain maximum packet size is reached, and generates an aggregation packet.
The first transmission unit that transmits the aggregated packet generated by the aggregation unit to the second communication device, and
A second receiving unit that receives a response to the aggregated packet transmitted by the first transmitting unit from the second communication device, and a second receiving unit.
A communication destination information acquisition unit that acquires processing load information, which is information indicating the load of the second communication device, based on the response received by the second reception unit.
A channel information acquisition unit that acquires channel information, which is information indicating the load of the network, based on the response received by the second receiver.
When the load of the second communication device is large by comparing the processing load information acquired by the communication destination information acquisition unit with the first threshold value, or the communication path information acquired by the communication path information acquisition unit and the second threshold value are determined. When the load on the network is large, the aggregation interval is lengthened, and when the load on the second communication device is small, or when the load on the network is small, the aggregation interval is shortened. (Ii) An aggregate parameter determination unit having a function of determining the degree of multiplexing based on at least one of the processing load information of the communication device and the processing load information of the network.
A multiplexing unit that multiplexes aggregated packets according to the multiplicity determined by the aggregation parameter determination unit, and a multiplexing unit.
The multiplexed aggregate packet generated by the multiplexing unit includes a band determining unit that determines the bandwidth of the network from the time difference received by the second communication device.
The aggregation parameter determination unit is a packet aggregation device that determines the aggregation interval, the maximum packet size, and the multiplicity based on the bandwidth determined by the bandwidth determination unit.
をさらに備える、請求項１又は２に記載のパケット集約装置。 An arbitration unit that sends and receives one or more parameters of the aggregation interval, the maximum packet size, and the multiplicity to and from another packet aggregation device, and determines the parameters based on the parameters of the other packet aggregation device. When,
The packet aggregation device according to claim 1 or 2, further comprising.
をさらに備える、請求項１又は２に記載のパケット集約装置。 One or more parameters of the aggregation interval, the maximum packet size, the multiplicity, and the bandwidth are transmitted to and received from another packet aggregation device, and the parameters are set based on the parameters of the other packet aggregation device. The mediation department to decide and
The packet aggregation device according to claim 1 or 2, further comprising.
第一通信装置からパケットを受信する手順と、
前記第一通信装置から受信したパケットを一定の最大パケットサイズに達するまで、一定の集約間隔で集約し、集約パケットを生成する手順と、
前記集約パケットを前記第二通信装置に送信する手順と、
前記第二通信装置に送信した集約パケットに対する応答を前記第二通信装置から受信する手順と、
前記応答に基づいて、前記第二通信装置の負荷を示す情報である処理負荷情報を取得する手順と、
前記応答に基づいて、前記ネットワークの負荷を示す情報である通信路情報を取得する手順と、
前記処理負荷情報と第一閾値とを比較して前記第二通信装置の負荷が大きい場合、又は前記通信路情報と第二閾値を比較して前記ネットワークの負荷が大きい場合には前記最大パケットサイズを小さくし、前記第二通信装置の負荷が小さい場合、又は前記ネットワークの負荷が小さい場合には前記最大パケットサイズを大きくする手順と、
第二通信装置の処理負荷情報と、ネットワークの処理負荷情報と、の少なくともどちらか１つに基づいて、多重度を決定する手順と、
前記多重度に従って集約パケットを多重化する手順と、
前記多重化された集約パケットが、前記第二通信装置に受信される時間差から、ネットワークの帯域幅を決定する手順と、
前記決定された帯域幅に基づいて、前記集約間隔と、前記最大パケットサイズと、前記多重度と、を決定する手順と、
をコンピュータに実行させる伝送処理プログラム。 A transmission processing program included in a packet aggregation device that aggregates a plurality of packets received from the first communication device and transmits them to the second communication device via a network.
The procedure for receiving packets from the first communication device,
A procedure for aggregating packets received from the first communication device at a fixed aggregation interval until a certain maximum packet size is reached, and a procedure for generating aggregated packets.
The procedure for transmitting the aggregated packet to the second communication device, and
A procedure for receiving a response to an aggregate packet transmitted to the second communication device from the second communication device, and
Based on the response, a procedure for acquiring processing load information, which is information indicating the load of the second communication device, and
Based on the response, a procedure for acquiring communication path information, which is information indicating the load of the network, and
The maximum packet size when the load of the second communication device is large by comparing the processing load information with the first threshold value, or when the load of the network is large by comparing the communication path information with the second threshold value. And the procedure for increasing the maximum packet size when the load of the second communication device is small or when the load of the network is small.
A procedure for determining the degree of multiplexing based on at least one of the processing load information of the second communication device and the processing load information of the network, and
The procedure for multiplexing aggregate packets according to the multiplicity and
A procedure for determining the network bandwidth from the time difference in which the multiplexed aggregate packet is received by the second communication device, and
A procedure for determining the aggregation interval, the maximum packet size, and the multiplicity based on the determined bandwidth.
A transmission processing program that causes a computer to execute.
第一通信装置からパケットを受信する手順と、
前記第一通信装置から受信したパケットを一定の最大パケットサイズに達するまで、一定の集約間隔で集約し、集約パケットを生成する手順と、
前記集約パケットを前記第二通信装置に送信する手順と、
前記第二通信装置に送信した集約パケットに対する応答を前記第二通信装置から受信する手順と、
前記応答に基づいて、前記第二通信装置の負荷を示す情報である処理負荷情報を取得する手順と、
前記応答に基づいて、前記ネットワークの負荷を示す情報である通信路情報を取得する手順と、
前記処理負荷情報と第一閾値とを比較して前記第二通信装置の負荷が大きい場合、又は前記通信路情報と第二閾値を比較して前記ネットワークの負荷が大きい場合には前記集約間隔を長くし、前記第二通信装置の負荷が小さい場合、又は前記ネットワークの負荷が小さい場合には前記集約間隔を短くする手順と、
第二通信装置の処理負荷情報と、ネットワークの処理負荷情報と、の少なくともどちらか１つに基づいて、多重度を決定する手順と、
前記多重度に従って集約パケットを多重化する手順と、
前記多重化された集約パケットが、前記第二通信装置に受信される時間差から、ネットワークの帯域幅を決定する手順と、
前記決定された帯域幅に基づいて、前記集約間隔と、前記最大パケットサイズと、前記多重度と、を決定する手順と、
をコンピュータに実行させる伝送処理プログラム。 A transmission processing program included in a packet aggregation device that aggregates a plurality of packets received from the first communication device and transmits them to the second communication device via a network.
The procedure for receiving packets from the first communication device,
A procedure for aggregating packets received from the first communication device at a fixed aggregation interval until a certain maximum packet size is reached, and a procedure for generating aggregated packets.
The procedure for transmitting the aggregated packet to the second communication device, and
A procedure for receiving a response to an aggregate packet transmitted to the second communication device from the second communication device, and
Based on the response, a procedure for acquiring processing load information, which is information indicating the load of the second communication device, and
Based on the response, a procedure for acquiring communication path information, which is information indicating the load of the network, and
When the load of the second communication device is large by comparing the processing load information with the first threshold value, or when the load of the network is large by comparing the communication path information with the second threshold value, the aggregation interval is set. If the load is long and the load of the second communication device is small, or if the load of the network is small, the procedure of shortening the aggregation interval and
A procedure for determining the degree of multiplexing based on at least one of the processing load information of the second communication device and the processing load information of the network, and
The procedure for multiplexing aggregate packets according to the multiplicity and
A procedure for determining the network bandwidth from the time difference in which the multiplexed aggregate packet is received by the second communication device, and
A procedure for determining the aggregation interval, the maximum packet size, and the multiplicity based on the determined bandwidth.
A transmission processing program that causes a computer to execute.
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